同學(xué)的同學(xué)提出一個(gè)疑問：“4G和3G到底有什么區(qū)別？”我們整個(gè)宿舍啞口無言，唯一的回答是：“速度快……”（廢話，速度快，這還用你說？�。�
這是件多么令人慚愧的事啊，當(dāng)非專業(yè)同學(xué)興致勃勃地向我們請(qǐng)教一些專業(yè)問題時(shí)，許多情況下都得不到像樣的回答，最終被“我們不學(xué)這個(gè)”搪塞過去。這些還都不是什么高深的問題，僅僅處于用戶應(yīng)用和體驗(yàn)層面。
于是我有了這樣的念頭，要把這些當(dāng)初沒有回答出來的問題好好回答一下，并且盡量用非專業(yè)的通俗語言。觀眾不在多少，至少是自己學(xué)習(xí)和總結(jié)的機(jī)會(huì)。由于個(gè)人水平有限，如有出錯(cuò)或不足之處，還望路過的大神不吝賜教。
從1G到4G
要說4G與3G的區(qū)別，首先不妨搞清楚這個(gè)G是什么意思，G就是Generation（代），3G就是第三代移動(dòng)通信，4G就是第四代移動(dòng)通信。如此簡(jiǎn)單粗暴的命名方式令我剛開始都不敢輕信。再通俗一點(diǎn)，4G就是指第四代手機(jī)。那么從1G到4G，移動(dòng)通信技術(shù)到底經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展與蛻變呢？這里簡(jiǎn)單介紹一下：
1G（第一代蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)）：眾所周知，貝爾發(fā)明了電話，而繼承了貝爾遺志的著名的貝爾實(shí)驗(yàn)室則理所當(dāng)然地發(fā)明了蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)。那是上個(gè)世紀(jì)70年代的事，可見手機(jī)這個(gè)東西歷史也不過40余年。史上第一部手機(jī)，哦不，剛開始還不叫手機(jī)，叫手提電話，史上第一部手提電話是摩托羅拉在1973年發(fā)明的，人稱大哥大（當(dāng)時(shí)手里端上一部霸氣十足，為什么現(xiàn)在總隱約覺得這稱呼略顯喜感……），1987年開始流入中國(guó)。到2001年，我國(guó)停止1G服務(wù)。
大哥大
2G（第二代蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)）：移動(dòng)通信從1G到2G的蛻變最重要的無疑是模擬到數(shù)字的飛躍，數(shù)字化是人類史上一件無比偉大的發(fā)明不解釋。早在80年代中期，一些發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)在研制2G了，我國(guó)在90年代初引進(jìn)，目前依然有著龐大的用戶群，但現(xiàn)在去辦新卡人家肯定至少給你張3G的。2G是手機(jī)史上巨大的飛躍，手機(jī)居然可以發(fā)短信了，還能上網(wǎng)，以前的非智能機(jī)也能掛個(gè)QQ。它是何等的經(jīng)典，就如微軟的XP操作系統(tǒng)一樣經(jīng)久不衰（當(dāng)然最終還是要衰的），直到現(xiàn)在還有許多用戶使用著2G時(shí)代的接入方式，GPRS、EDGE等等（大抵都是過渡技，人稱2.5G、2.75G，囧）。你可以在手機(jī)上查看自己的接入方式，如果仍是2G，那么恭喜你，你接入別人3G手機(jī)的熱點(diǎn)上網(wǎng)也比用自己的上快得多。
還值得一提的是神器小靈通。當(dāng)年電信與網(wǎng)通沒有移動(dòng)牌照，無權(quán)進(jìn)入手機(jī)行業(yè)，但中國(guó)人是何等精明，最擅長(zhǎng)打擦邊球，從日本引進(jìn)小靈通，稱是“固話的補(bǔ)充和發(fā)展”，低端實(shí)用，紅遍大江南北。它是如此犀利，打電話、發(fā)短信、下五子棋，超長(zhǎng)待機(jī)，與固話話費(fèi)綁定，跟家里打電話甚至不要錢，想當(dāng)年上高中時(shí)好多同學(xué)都用。可現(xiàn)在為什么淘汰了呢？其實(shí)并不是因?yàn)樗^時(shí)了，不受青睞了，而是與3G頻段產(chǎn)生了沖突，就好比收音機(jī)廣播，現(xiàn)在有個(gè)嶄新的節(jié)目要用老節(jié)目的頻道，你老節(jié)目只能讓位。
小靈通
2G標(biāo)準(zhǔn)有很多，最具代表性的就是1991年于歐洲問世的GSM，移動(dòng)和聯(lián)通的手機(jī)用戶們對(duì)此一定并不陌生，而電信從聯(lián)通手里買到的CDMA大力鼓吹的優(yōu)勢(shì)即輻射小，實(shí)測(cè)證實(shí)CDMA平均輻射不足GSM的1/60。其實(shí)這是個(gè)有爭(zhēng)議的話題，也有不少人認(rèn)為兩者的輻射是旗鼓相當(dāng)?shù)�，但這其實(shí)已經(jīng)無所謂了，因?yàn)檫M(jìn)入3G之后所有手機(jī)都將基于CDMA。
3G（第三代蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)）：CDMA（碼分多址）是3G的技術(shù)基礎(chǔ)，無論你是否認(rèn)同其輻射究竟比GSM小的說法，CDMA在技術(shù)上是絕對(duì)領(lǐng)先的，甚至有人將電信的CDMA（指CDMA 2000 1x）稱為2.5G，也有不少人誤認(rèn)為其就是3G。在此羅列清楚：中國(guó)電信3G為CDMA2000（來自美國(guó)），中國(guó)聯(lián)通3G為WCDMA（來自歐洲和日本），最值得關(guān)注的是中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA，是國(guó)家大力扶持自助開發(fā)的3G標(biāo)準(zhǔn)，并最終獲得權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可，成為與CDMA2000和WCDMA并駕齊驅(qū)的國(guó)際三大標(biāo)準(zhǔn)之一。這可不容易，是一個(gè)里程碑級(jí)別的東東。只可惜畢竟晚了人家好多年，TD-SCDMA在技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程等方面存在著許多問題，導(dǎo)致中國(guó)移動(dòng)在3G時(shí)代表現(xiàn)并不給力，只好抓緊機(jī)遇在4G上狠下功夫。
4G（第四代蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)）：目前市面上大力宣傳的所謂的4G包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，其嚴(yán)格意義上其實(shí)并未被權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可為真正的4G，從標(biāo)準(zhǔn)上講，應(yīng)定義為向4G過渡的3.5G。就好比當(dāng)年盛行的MP5播放器，本質(zhì)上屬于MP4，添點(diǎn)附加功能，寫成5就能吸引更多消費(fèi)者；又好比現(xiàn)在主流的電影技術(shù)只達(dá)到了3D，而標(biāo)有4D、5D甚至6D的影院早已屢見不鮮。然而人們對(duì)4G早已急不可耐，從技術(shù)上講，確實(shí)也可以認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入4G時(shí)代了。
有趣的是，苦逼良久的中國(guó)移動(dòng)終于在4G上揚(yáng)眉吐氣了。目前工信部只發(fā)放了TD-LTE牌照，于是電信和聯(lián)通快瘋掉了，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)備很難向TD-LTE平滑過渡。打個(gè)直觀的比方，移動(dòng)手里拿著粉筆，電信和聯(lián)通手里則拿著鋼筆和圓珠筆，這時(shí)候工信部給它們每人發(fā)了一塊黑板，說：“現(xiàn)在你們都有寫字的權(quán)力了。”寫你妹��！這種情況下電信聯(lián)通要么死勁在黑板上描啊描，要么低聲下氣地向移動(dòng)租點(diǎn)粉筆用用，簡(jiǎn)直就是移動(dòng)一家壟斷的局面，對(duì)電信聯(lián)通來說FDD-LTE才是真正能寫字的白紙。FDD-LTE牌照發(fā)放之后三大營(yíng)運(yùn)商的較量才正式開始，讓我們拭目以待。
網(wǎng)速PK
對(duì)手機(jī)發(fā)展史一個(gè)簡(jiǎn)單直觀的概括就是速度越來越快，有人這樣比喻，2G好比綠皮火車，3G好比特快，4G好比動(dòng)車。我們不妨列表對(duì)比一下它們的理論下行帶寬。注：直觀的下載速度單位是B，1B=8b，在比較時(shí)記得將帶寬值除以8。
表：2G、3G、4G下行帶寬對(duì)比
相信大家將表中數(shù)據(jù)與自己手機(jī)對(duì)比下來得出的結(jié)果肯定是：我的手機(jī)沒這么快啊。那是必須的，畢竟這些都是理論值，實(shí)際情況復(fù)雜得多，信號(hào)不一定滿格，并且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)本身還包括校驗(yàn)碼等非正文信息。我用的電信EvDo在信號(hào)好的時(shí)候下載速度100多KB是沒有問題的，相當(dāng)于家里2M的寬帶，已經(jīng)很給力了。
3G VS 4G
再來看4G的網(wǎng)速，直接亮瞎你的24K硬化氪金狗眼，100Mb是什么概念你造嗎？就相當(dāng)于高校校園網(wǎng)的帶寬（下載速度10MB+）。我們來做個(gè)粗暴點(diǎn)的YY，把你的4G手機(jī)設(shè)為熱點(diǎn)，筆記本接入上網(wǎng)，打開360測(cè)試網(wǎng)速，結(jié)果就是你打敗了全國(guó)99%的用戶。于是我可以隆重地告訴你，你的4G手機(jī)網(wǎng)速比全國(guó)絕大多數(shù)有線上網(wǎng)方式都要快得多。當(dāng)然無線通信不可能像有線校園網(wǎng)一樣穩(wěn)定，實(shí)際帶寬到不了100Mb，但據(jù)各地軟件實(shí)測(cè)，幾十Mb是有的。如果你買了個(gè)4G手機(jī)感覺速度不夠，那很有可能是你所在的城市基站不多，信號(hào)覆蓋不好，畢竟4G仍處于建設(shè)初期，覆蓋度沒有2G、3G那樣成熟。
4G關(guān)鍵技術(shù)
OFDM。4G相中了一種并不算新的技術(shù)OFDM，人們常把它與CDMA相比較，關(guān)于兩種技術(shù)的原理是通信專業(yè)的東西，我看了老半天也沒看出個(gè)所以然來。總結(jié)起來，它們是各有千秋的，有不少兩者組合使用的方案；而有觀點(diǎn)則認(rèn)為OFDM將取代CDMA，因?yàn)镺FDM在專利上比較干凈，且許多方面優(yōu)于CDMA。實(shí)際情況具體怎樣我也不清楚，望有通信專業(yè)的人士能給出答案。簡(jiǎn)單地說，OFDM提高了帶寬使用率（同樣一條馬路能跑更多的車），具有很強(qiáng)的抗干擾和抗衰落能力（信號(hào)能清晰準(zhǔn)確地傳到更遠(yuǎn)的地方），以及吧啦吧啦一堆，還有比起CDMA，它更方便與一種更古老但非常好用的技術(shù)相結(jié)合——MIMO。MIMO通過增加天線數(shù)目的方式提高數(shù)據(jù)傳輸速率及性能，至于它是怎么實(shí)現(xiàn)的你我都不需要搞清楚。
軟件無線電。盡量用軟件去代替原本硬件實(shí)現(xiàn)的功能，這么做的眾多好處的不言而喻的。
智能天線。在智能天線出現(xiàn)以前，天線分為全向和定向兩種。我們可以想象廣場(chǎng)中央有一個(gè)廣播站，要想讓廣場(chǎng)上的人都聽到廣播，聲音就必須向四面八方傳去，這就是全向天線；而如果廣播站建在廣場(chǎng)的一個(gè)角上，比如東南角，那么它只需要向西北方向發(fā)聲人們就都能聽到了，這就是定向天線。事實(shí)上在打電話時(shí)，“廣播站”那么努力地做著廣播，真正想聽的只有你一個(gè)人而已，除非其他人是來竊聽的，于是當(dāng)技術(shù)成熟后，人們便決定讓在廣場(chǎng)中央的“廣播站”直接朝你所在的方向發(fā)聲就行了。它朝四面八方發(fā)送的消息是不同的，并且能動(dòng)態(tài)跟蹤打電話的人走到哪兒了，這就是智能天線。
IPv6。原則上4G時(shí)代連語音通信都將采取包交換的方式，此前打電話均屬電路交換。舉個(gè)例子，你給家里人打電話說：“給我再打點(diǎn)錢吧。”電路交換好比火車運(yùn)輸，這句話按序放在火車一節(jié)節(jié)的車廂里，整個(gè)過程鐵軌上不能有別的火車，你獨(dú)占了這條鐵軌；而包交換好比公路運(yùn)輸（我們假裝公路和鐵路速度是一樣的），“給我再打點(diǎn)錢吧”7個(gè)字被分開裝在7輛車上，它們各走各的，全部到達(dá)目的地之后再組裝起來，這種方式下你不會(huì)一人獨(dú)占一條道，同一條道上可以走許多車。我們知道電腦或手機(jī)上網(wǎng)是需要一個(gè)IP地址的，此前使用的IPv4（版本4）所能提供的IP地址瀕臨枯竭，這個(gè)時(shí)候IPv6（版本6）被提出來并投入使用，它所能提供的IP地址數(shù)是一個(gè)天文數(shù)字，以目前的人口數(shù)算，平均每人可分配到近五萬億億億個(gè)IP，保守估計(jì)其實(shí)際可用者，地球上每平方米內(nèi)能分配1000多個(gè)IP。4G采用IPv6為每部手機(jī)提供唯一IP，能更方便地跟蹤用戶位置。當(dāng)然移動(dòng)IPv6的好處還有許多，這里就不再羅列了。
果然光靠一種技術(shù)不可能支撐起一個(gè)時(shí)代，4G所用到的大大小小的技術(shù)數(shù)不勝數(shù)，其中主要的技術(shù)也不止以上4項(xiàng)，只是我快累死了，還是直接進(jìn)入下一部分內(nèi)容吧……
3G VS 4G
其實(shí)4G對(duì)比3G，眾多的差異在于其背后實(shí)現(xiàn)的技術(shù)（比如上面例舉的那些），對(duì)于用戶來說，這些并不十分重要，重要的是手機(jī)用起來各方面都比3G順手。一是速度提升，3G手機(jī)有時(shí)看個(gè)在線視頻會(huì)比較卡，4G則不存在這種情況，高清模式也綽綽有余；二是資費(fèi)便宜，由于建網(wǎng)成本低，從單價(jià)上講4G流量費(fèi)比3G便宜得多，相當(dāng)于家里寬帶的價(jià)格，而它的速度又那么快，我想以后是不是全換成無線上網(wǎng)得了，電腦里插個(gè)4G卡都比有線上網(wǎng)痛快；三是TD-LTE與FDD-LTE兩大制式兼容性好，可以建設(shè)無縫雙制式網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)在全球任何地方都能用；四是信號(hào)更好，這個(gè)有點(diǎn)廢話，手機(jī)信號(hào)肯定是一代比一代強(qiáng)的；五是能提供更豐富的業(yè)務(wù)，如可視電話、電話會(huì)議、虛擬現(xiàn)實(shí)等；六是等等等等。
事實(shí)上目前的4G就好比我們的社會(huì)主義初級(jí)階段，才剛剛起步，現(xiàn)在連3G的潛能都還尚未充分發(fā)揮出來，更別提4G了。當(dāng)4G真正普及到每一個(gè)角落時(shí)，配合云計(jì)算、三網(wǎng)融合，世間處處皆信號(hào)、天下處處是資源，我們的生活將發(fā)生翻天覆地的變化。
說了這么多真叫人興奮不已，那么怎樣才能體驗(yàn)到4G帶來的樂趣呢？手機(jī)號(hào)可以不變，但是你還是得先去買個(gè)4G手機(jī)。